(高清版)GBT 40541-2021 航天金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

ICS49.020GB/T40541—2021航天金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求(ISO14623:2003,Spacesystems—Pressurevesselsand國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T40541—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件使用重新起草法修改采用ISO14623:2003《航天系統(tǒng)壓力容器和承壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操本文件與ISO14623:2003相比在結(jié)構(gòu)有較多調(diào)整，附錄A中列出了本文件與ISO14623:2003的章條編號變化對照一覽表。本文件與ISO14623:2003相比存在技術(shù)差異，這些差異涉及的條款已通過在其外側(cè)頁邊空白位置的垂直單線(|)進(jìn)行了標(biāo)示，附錄B中給出了相應(yīng)技術(shù)差異及其原因的一覽表。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國宇航技術(shù)及其應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC425)提出并歸口。ⅡGB/T40541—2021技術(shù)的快速發(fā)展需要不斷增加能源的數(shù)量。金屬貯箱壓力容器結(jié)構(gòu)是航天產(chǎn)品的主體結(jié)構(gòu)。貯箱結(jié)構(gòu)是影響航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也是火箭結(jié)構(gòu)追求結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。航天壓力容器結(jié)構(gòu)及承壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有重大意義，有必要對金屬壓力容器及承壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)制定特強(qiáng)的推動作用。1GB/T40541—2021航天金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求求等。本文件適用于運(yùn)載器和航天器金屬壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T150.1壓力容器第1部分：通用要求GB/T150.2壓力容器第2部分：材料GB/T150.3壓力容器第3部分：設(shè)計(jì)GB/T4337金屬材料疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)彎曲方法GB/T51218機(jī)械工業(yè)工程設(shè)計(jì)基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)GB/T150.1～GB/T150.4、GB/T4337、GB/T51218界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。受壓力的環(huán)境中。用于承載內(nèi)部壓力的壓力容器結(jié)構(gòu)。3.42GB/T40541—20213.53.63.8MS=(許用載荷/極限載荷×安全系數(shù))—1。3.93.10極限載荷limitload3.113.123.133.143.153.163GB/T40541—20214一般要求b)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析；d)工藝控制；e)質(zhì)量保證；f)操作和維護(hù)；g)重新認(rèn)證；h)使用期限延長。系統(tǒng)分析要求一般包括：b)確定系統(tǒng)外的部件工作參數(shù)對系統(tǒng)內(nèi)最大使用載荷的影響，說明故障模式導(dǎo)致的誤差允許各個(gè)工況。載荷與環(huán)境的要求包括：c)最大設(shè)計(jì)載荷和最大使用載荷是兩個(gè)基線壓力，用于設(shè)計(jì)和測試壓力容器，設(shè)計(jì)時(shí)，最大使用使用載荷；非承力結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求：c)在內(nèi)部加壓至最小使用壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)承受最大的施加載荷和外部壓力(失穩(wěn)壓力),而不會失穩(wěn)或破裂；4GB/T40541—2021承力結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求：結(jié)構(gòu)每個(gè)零部件的安全裕度；c)在內(nèi)壓試驗(yàn)過程中能夠承受內(nèi)壓試驗(yàn)壓力，而無總體屈服或有害變形；e)在設(shè)計(jì)溫度以外的溫度下進(jìn)行內(nèi)壓試驗(yàn)時(shí)，確定內(nèi)壓試驗(yàn)壓力過程中應(yīng)說明在使用溫度下材料屬性的變化；變形而使任何系統(tǒng)的功能降低；h)屈曲的設(shè)計(jì)載荷應(yīng)為極限載荷，對消除屈曲作用有利的載荷的極限設(shè)計(jì)安全系數(shù)不能隨著載荷增大而增大；j)最低安全裕度必須為正，應(yīng)通過分析或測試驗(yàn)證最低安全壓力容器應(yīng)滿足以下剛度設(shè)計(jì)要求：他航天器系統(tǒng)不利的相互作用；壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下熱環(huán)境要求：d)熱應(yīng)力和變形；e)構(gòu)造材料物理性能與力學(xué)性能的變化。壓力容器應(yīng)滿足以下應(yīng)力分析的要求：5GB/T40541—2021a)在假設(shè)結(jié)構(gòu)中無裂紋缺陷的情況下，應(yīng)進(jìn)行每個(gè)新設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的詳細(xì)應(yīng)力分析和綜合施加載荷引起的膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果；d)依據(jù)各個(gè)載荷和壓力組合，使用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)安全系數(shù)，且相應(yīng)的結(jié)果應(yīng)與材料許用值進(jìn)行e)對于支撐壓力容器的主要結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮施加載荷的設(shè)計(jì)安全系數(shù)；h)應(yīng)使用可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析方法；熱影響區(qū)相關(guān)的最小安全裕度，并且繪制所有金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品最小安全裕度隨著其位置和應(yīng)力4.3.6LBB失效模式驗(yàn)證應(yīng)通過分析或試驗(yàn)驗(yàn)證金屬壓力容器結(jié)構(gòu)的LBB失效模式，如果類似設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)充分，已經(jīng)驗(yàn)證過類似設(shè)計(jì)具有LBB失效模式，可以省略LBB驗(yàn)證。4.3.6.2LBB分析a)不會因表面裂紋而失效；b)不會在結(jié)構(gòu)厚度方向增大，成為一個(gè)穿透裂紋(長度=10倍貯箱結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的厚度),且保持穩(wěn)定。4.3.6.3LBB試驗(yàn)壓力容器LBB失效模式試驗(yàn)應(yīng)滿足以下要求：a)應(yīng)采用試驗(yàn)試樣或具有預(yù)制表面裂紋的全尺寸產(chǎn)品驗(yàn)證LBB失效模式，其作為試驗(yàn)產(chǎn)品；b)試驗(yàn)產(chǎn)品的材料(母材、焊縫和熱影響區(qū))和厚度應(yīng)與飛行服役產(chǎn)品保持一致；d)預(yù)制表面裂紋的缺陷形狀范圍應(yīng)為0.1～0.5;e)試驗(yàn)產(chǎn)品的應(yīng)力(或應(yīng)變)循環(huán)應(yīng)與最大應(yīng)力(或應(yīng)變)條件下的產(chǎn)品一致，最大應(yīng)力(或應(yīng)變)條件對應(yīng)的最大使用載荷水平，且最小應(yīng)力(或應(yīng)變)保持為零或?qū)嶋H最小應(yīng)力(或應(yīng)變)條件6GB/T40541—2021對應(yīng)的使用載荷水平(兩者取更保守的情況),直到表面裂紋增長或穿過試樣厚度方向，成為穿透裂紋；f)如果穿透裂縫的長度大于10倍的試樣厚度，且保持穩(wěn)定，則驗(yàn)證LBB失效模式。4.3.7疲勞壽命壓力容器疲勞壽命應(yīng)滿足以下要求。a)用常規(guī)疲勞分析驗(yàn)證無缺陷金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的疲勞壽命時(shí)，應(yīng)采用疲勞壽命特性的標(biāo)稱值[包括結(jié)構(gòu)材料或材料的應(yīng)力壽命(S-N)數(shù)據(jù)或應(yīng)變壽命(s-N)數(shù)據(jù)],這些數(shù)據(jù)應(yīng)取自可靠來源，分析還應(yīng)說明預(yù)期的工作載荷、壓力和環(huán)境。b)對于處理變幅疲勞循環(huán)加載，可采用累積線性損傷方法(Miner方法)。c)除另有規(guī)定，疲勞分析的使用壽命系數(shù)取4。d)使用Miner方法的累積疲勞損傷限值應(yīng)為正常限值的80%。數(shù)學(xué)中，Miner方法表示為式 (1)式中：n,--——應(yīng)力水平i所適用循環(huán)次數(shù)的4倍；N-—應(yīng)力水平i失效的循環(huán)次數(shù)，且將i=1到k求和。e)可通過測試無缺陷試樣，分析驗(yàn)證壓力容器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的疲勞壽命。f)以無缺陷試樣代表臨界區(qū)域(如膜部分、焊縫、熱影響區(qū)和殼體過渡區(qū)域)或全尺寸產(chǎn)品，能夠承受在預(yù)期工作環(huán)境中測試循環(huán)和持續(xù)時(shí)間的工作載荷和壓力，并不會破裂，符合疲勞壽命要求，所需的測試持續(xù)時(shí)間至少是使用期限或循環(huán)次數(shù)要求的4倍。g)應(yīng)編制疲勞分析和試驗(yàn)報(bào)告，疲勞分析報(bào)告應(yīng)記錄加載譜、環(huán)境、疲勞(S-N)或(s-N)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，還應(yīng)給出試樣配置、試驗(yàn)臺、試驗(yàn)加載譜、環(huán)境以及試驗(yàn)結(jié)果，且與強(qiáng)度分析報(bào)告相關(guān)聯(lián)。4.3.8安全壽命驗(yàn)證通過分析或試驗(yàn)驗(yàn)證壓力容器結(jié)構(gòu)的安全壽命，應(yīng)滿足以下要求：a)無法定期檢查和維修的產(chǎn)品，安全壽命應(yīng)至少是規(guī)定使用壽命的4倍；b)當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，含有危險(xiǎn)液體壓力容器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的安全壽命終止；c)易于定期檢查和維修的產(chǎn)品，安全壽命應(yīng)至少是定期檢查間隔的4倍。4.3.8.2安全壽命分析壓力容器的安全壽命分析應(yīng)滿足以下要求：a)如使用斷裂力學(xué)裂紋擴(kuò)展分析來確定結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的安全壽命時(shí)，相對于所施加的應(yīng)力和材料特性，應(yīng)假設(shè)未檢測到的缺陷處于關(guān)鍵位置，且處于最不利的方向上，假定的缺陷尺寸應(yīng)基于適當(dāng)無損檢測技術(shù)的缺陷檢測能力或由內(nèi)壓試驗(yàn)來確定。缺陷形狀(a/2c:0.1～0.5)應(yīng)視為表面裂紋；對于角裂紋，應(yīng)說明缺陷形狀(a/c:0.2～1.0);b)在安全壽命分析中應(yīng)使用與每種合金、熱處理、產(chǎn)品形式以及熱和化學(xué)環(huán)境相關(guān)的斷裂韌性和疲勞裂紋生長率數(shù)據(jù)標(biāo)稱值；c)如使用內(nèi)壓試驗(yàn)來確定初始缺陷尺寸，應(yīng)使用上限斷裂韌性值來確定初始缺陷尺寸和斷裂處的損傷裂紋尺寸；7GB/T40541—2021d)經(jīng)受持續(xù)應(yīng)力的壓力容器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品應(yīng)表明在工作過程中持續(xù)載荷作用期間相應(yīng)的最大應(yīng)力強(qiáng)度因子(Kmx)小于服役環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕裂紋閾值(KIscc),即Kmax<KIscc;e)分析中應(yīng)包括有害拉伸殘余應(yīng)力；f)應(yīng)使用經(jīng)過驗(yàn)證的裂紋擴(kuò)展方法進(jìn)行安全壽命分析；對于部分穿透裂紋(表面缺陷或角裂紋),在分析中應(yīng)說明缺陷形狀的變化；壓力容器的安全壽命測試應(yīng)滿足以下要求：a)可采用安全壽命測試進(jìn)行安全壽命驗(yàn)證；選無損檢測技術(shù)或驗(yàn)收液壓試驗(yàn)所確定的缺陷尺寸；證了安全壽命；應(yīng)允許維修和翻新產(chǎn)品達(dá)到符合飛行標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下需求：b)檢查；d)維修(包括某些零部件的更換);e)修復(fù)。壓力容器結(jié)構(gòu)材料應(yīng)滿足以下要求：紋擴(kuò)展和應(yīng)力腐蝕特征；b)對于結(jié)構(gòu)產(chǎn)品(其中單個(gè)載荷路徑的失效會損失結(jié)構(gòu)完整性),應(yīng)使用材料的A-基準(zhǔn)許用值；c)對于冗余結(jié)構(gòu)組成部件(其中一個(gè)組成部件失效，可以安全的重新分配載荷作用于其他組成部件),可以使用材料的B-基準(zhǔn)許用值。8GB/T40541—2021壓力容器結(jié)構(gòu)材料評估應(yīng)滿足以下要求：和維修配置中產(chǎn)生強(qiáng)度和斷裂性能的其他相關(guān)因素；劑相溶和預(yù)期的工作環(huán)境的適應(yīng)性；c)當(dāng)沒有適用的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)通過進(jìn)行持續(xù)載荷-斷裂測試來評估易于發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋或氫脆的材料。壓力容器結(jié)構(gòu)材料表征應(yīng)滿足以下要求。c)特征應(yīng)包括母材、焊縫和熱影響區(qū)[含流體含量、載荷譜和預(yù)期工作環(huán)境(包括耐壓測試環(huán)境)的函數(shù)]的如下強(qiáng)度和斷裂特性：2)平面應(yīng)變斷裂韌性(K?c)、有效斷裂韌性(K1e)和應(yīng)力腐蝕裂紋閾值韌性(KIsc);3)疲勞裂紋擴(kuò)展率(da/dN)與應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍(△K);4)疲勞數(shù)據(jù)S-N(e-N)曲線。評估是否符合4.3.8.2中安全壽命要求。e)測試方案和測試結(jié)果應(yīng)由客戶批準(zhǔn)。工藝控制要求應(yīng)滿足以下要求：9GB/T40541—2021b)確保有效實(shí)施必要的無損檢測和驗(yàn)收測試，驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合本文件的或評估可能導(dǎo)致失效的缺陷。的檢驗(yàn)點(diǎn)和檢查技術(shù)措施；c)缺陷幾何形狀應(yīng)包括通常遇到的缺陷(包括表面裂紋、角裂紋或貫穿裂紋);d)應(yīng)針對每個(gè)檢查階段和每種檢查技術(shù)確定驗(yàn)收和拒收標(biāo)準(zhǔn)。檢查技術(shù)應(yīng)滿足以下要求：a)對于所有結(jié)構(gòu)及其缺陷探傷能力，使用檢測常見缺陷類型最合適的無損檢測技術(shù)；陷的位置、每個(gè)缺陷相對于其他缺陷的位置以及缺陷之間的距離、缺陷類型(從緊密裂紋到球形空隙)的差異；c)對于僅通過一種方法無法充分檢查的零件或組件，應(yīng)使用兩種或更多種無損檢測方法；d)對于每種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品選定的缺陷探傷能力的無損檢測技術(shù)應(yīng)基于成熟可靠的方法，如果沒有足e)無損檢測技術(shù)應(yīng)能夠檢測允許的初始缺陷大小(對應(yīng)于95%置信水平下檢測概率為90%),探傷能力用可探測裂紋長度和裂紋深度表示。提出校正措施。驗(yàn)收耐壓試驗(yàn)應(yīng)滿足以下要求：GB/T40541—2021c)耐壓測試液體不得對試驗(yàn)人員構(gòu)成危害，并且應(yīng)與壓力容器中的結(jié)構(gòu)材料相容。如沒有相溶d)應(yīng)在驗(yàn)收測試之前制定接收和拒收標(biāo)準(zhǔn)；操作和維護(hù)的工作程序應(yīng)滿足：a)應(yīng)為每個(gè)壓力容器產(chǎn)品制定工作程序，這些工序應(yīng)與作業(yè)設(shè)施的安全要求和人員控制要求相一致；c)必要時(shí)，應(yīng)按照具體情況給出原理示意圖(表明安全閥和爆破的位置和壓力極限),且應(yīng)確保加壓系統(tǒng)與壓力容器相兼容的程序；得到良好的預(yù)演，然后在不超過額定工作壓力50%的壓力水平進(jìn)行初始測試，直到可以確定工作特性；告標(biāo)志。b)臨界設(shè)計(jì)條件；c)最大使用壓力；d)額定工作或者工作壓力；e)液壓試驗(yàn)壓力；f)設(shè)計(jì)破裂壓力；g)加壓和減壓順序；h)操作循環(huán)極限；i)設(shè)計(jì)和工作溫度；k)允許的熱和化學(xué)環(huán)境；1)允許的泄漏水平與壓力值。檢查和維護(hù)應(yīng)滿足：GB/T40541—2021檢驗(yàn)和維修的定量方法；d)分析應(yīng)包括預(yù)測剩余使用期和重新評估所需的檢查間隔。a)應(yīng)采取保護(hù)措施，以防止處于可能引起腐蝕或其他形式材料性能衰c)應(yīng)通過使用適當(dāng)?shù)馁A存工裝設(shè)計(jì)，使得由于貯存工裝約束引起的應(yīng)力最?。籨)貯存條件；e)從制造到服役使用(包括修復(fù))的維護(hù)和校正措施；f)結(jié)構(gòu)損傷和修復(fù)程度的草圖和照片；g)進(jìn)行的驗(yàn)收和重新認(rèn)證測試(包括測試條件和結(jié)果);h)影響將來使用能力的維修或修復(fù)的分析。a)對于LBB非危險(xiǎn)壓力容器，可通過常規(guī)疲勞分析或測試確定允許的使用期限；工作期限；c)使用分析方法或試驗(yàn)方法的合格性試驗(yàn)的疲勞等效條件，應(yīng)使用實(shí)際的載荷譜和環(huán)境數(shù)據(jù)；GB/T40541—2021d)應(yīng)評估對應(yīng)過去使用期限的累積損傷；e)對于脆性或LBB危險(xiǎn)壓力容器，應(yīng)通過斷裂力學(xué)分析確定允許的使用期限。5詳細(xì)要求5.2非承力結(jié)構(gòu)a)方法1:在泄漏量并不產(chǎn)生可能導(dǎo)致事故的條件(如：有毒氣體排放或不能增加壓力的艙室加壓)情況下的LBB,5.2.2給出了方法1的驗(yàn)證要求；b)方法2:脆性斷裂失效模式或危險(xiǎn)LBB失效模式(如果金屬壓力容器發(fā)生泄漏，其中泄漏將導(dǎo)致危險(xiǎn)),5.2.3給出了方法2的驗(yàn)證要求。5.2.2具有非危險(xiǎn)LBB失效模式5.2.2.1LBB驗(yàn)證含有非危險(xiǎn)流體且具有LBB失效模式的金屬壓力容器視為不存在斷裂臨界值。依據(jù)4.3.6中規(guī)定的要求進(jìn)行的分析或測試，應(yīng)驗(yàn)證LBB失效模式?？梢园闯Ｒ?guī)設(shè)計(jì)符合非危險(xiǎn)LBB失效模式標(biāo)準(zhǔn)要求的金屬壓力容器，其中基于成功的經(jīng)驗(yàn)選擇安b)外部(支撐)載荷的安全系數(shù)應(yīng)與壓力容器結(jié)構(gòu)分配的安全系數(shù)相同。對于無人系統(tǒng)，施加載荷的最小極限安全系數(shù)為1.25;對于載人系統(tǒng)，施加載荷的最小極限安全系數(shù)為1.4。通過4.3.7規(guī)定的分析或試驗(yàn)驗(yàn)證非危險(xiǎn)LBB失效模式下金屬壓力容器的疲勞壽命。a)對于非承力金屬壓力容器應(yīng)進(jìn)行合格c)合格性試驗(yàn)中的測試參數(shù)和測點(diǎn)位置應(yīng)基于4.3.5的應(yīng)力分析結(jié)果去確定；GB/T40541—2021合格性壓力測試見表1,并滿足以下要求：a)考慮施加載荷對應(yīng)力和失穩(wěn)作用的影響和綜合作用；b)如測試壓力下的應(yīng)力水平達(dá)到了極限組合拉應(yīng)力的情況，c)需施加載荷，荷載應(yīng)為實(shí)際使用工況的循環(huán)極限下的循環(huán)次數(shù)的4倍，循環(huán)極限是最惡劣的設(shè)測試項(xiàng)目試驗(yàn)后不發(fā)生屈服不破裂容器(編號：1?)—爆破系數(shù)×最大使用載荷容器(編號：2)壓力：1.5×最大使用載荷循環(huán)：2×預(yù)期次數(shù)；或者壓力：1.0×最大使用載荷循環(huán)：4×預(yù)期次數(shù)爆破系數(shù)×最大使用載荷“除非另有說明，在驗(yàn)證設(shè)計(jì)爆破壓力測試水平不發(fā)生破裂之后，將壓力增加到實(shí)際容器爆破壓力。b由客戶決定測試。a)試驗(yàn)程序應(yīng)由客戶批準(zhǔn)；驗(yàn)收測試應(yīng)滿足以下要求：b)在測試之前制定接收和拒收標(biāo)準(zhǔn)；前的無損檢測可以代替制造過程的無損檢測。構(gòu)是否適合飛行要求；GB/T40541—2021b)壓力測試的最長持續(xù)時(shí)間不得超過實(shí)際使用的時(shí)間，以避免由于應(yīng)力腐蝕裂紋引起的潛在裂c)最低壓力承載水平的指導(dǎo)原則見表2。爆破系數(shù)壓力承載(1+爆破系數(shù))/2×(最大使用載荷)1.5×(最大使用載荷)在耐壓試驗(yàn)之后應(yīng)進(jìn)行泄漏測試。重新認(rèn)證測試需要滿足以下要求：定其在計(jì)劃飛行之前是否適合繼續(xù)使用；b)只有能夠驗(yàn)證的金屬壓力容器的維修部件不受測試影響的情況下，才允許進(jìn)行重用于一次飛行的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，根據(jù)5.2.2.4.2,進(jìn)行每個(gè)飛行時(shí)序的壓力測試(1.5×最大使用載荷)和常規(guī)疲勞分析(至少10個(gè)設(shè)計(jì)使用期)可以替代壓力測試，且在實(shí)施前經(jīng)客戶批準(zhǔn)。應(yīng)基于斷裂力學(xué)的安全壽命設(shè)計(jì)方法制定金屬壓力容器的設(shè)計(jì)安全系數(shù)以及相關(guān)的驗(yàn)證安全系結(jié)構(gòu)材料與預(yù)期工作熱和化學(xué)環(huán)境的相容性；為1.5,除非另有規(guī)定；最小極限安全系數(shù)為1.25;對于載人系統(tǒng)，施加載荷的最小極限安全系數(shù)為1.4。按照4.3.8通過分析和測試進(jìn)行安全壽命驗(yàn)證。具有脆性斷裂或危險(xiǎn)LBB失效模式金屬壓力容器的合格性試驗(yàn)要求應(yīng)依據(jù)5.2.2.4具有非危險(xiǎn)LBB失效模式的金屬壓力容器的合格性試驗(yàn)要求。具有脆性斷裂或危險(xiǎn)LBB失效模式金屬壓力容器的驗(yàn)收測試要求與5.2.2.5相同，測試載荷可依應(yīng)符合5.2.2.6的要求。除非進(jìn)行斷裂力學(xué)安全壽命分析，應(yīng)符合5.2.2.7的要求，缺陷尺寸和形狀應(yīng)基于壓力測試或無損檢測方法。5.3承力結(jié)構(gòu)對于金屬承力結(jié)構(gòu)(如：運(yùn)載火箭的鋁合金貯箱箱體),在使用工況下，設(shè)計(jì)方法可以基于成功的經(jīng)5.3.2無危險(xiǎn)LBB失效模式依據(jù)4.3.6驗(yàn)證LBB失效模式。符合4.3.7中給出的疲勞壽命要求。合格性試驗(yàn)應(yīng)滿足以下要求：e)合格性試驗(yàn)應(yīng)包括壓力循環(huán)測試和爆破測試。壓力循環(huán)測試應(yīng)滿足以下要求：GB/T40541—2021a)應(yīng)考慮載荷施加對應(yīng)力和失穩(wěn)作用的影響，同時(shí)考慮其綜合作用；b)如果最大使用壓力的應(yīng)力水平包絡(luò)極限組合拉應(yīng)力，則不需要施加外載c)如果需要施加外載荷，載荷為實(shí)際使用循環(huán)工況的循環(huán)極限的4倍，循環(huán)極限是最嚴(yán)酷設(shè)計(jì)條在壓力循環(huán)測試之后應(yīng)進(jìn)行泄漏測試。c)對于無人系統(tǒng)最小設(shè)計(jì)爆破壓力為1.25×最大使用壓力，對于載人系統(tǒng)最小設(shè)計(jì)爆破壓力為d)盡可能在最嚴(yán)酷溫度下進(jìn)行爆破測試，否則試驗(yàn)壓力中應(yīng)說明溫度對材料性能的影響；e)合格性試驗(yàn)程序應(yīng)由客戶批準(zhǔn)；驗(yàn)收測試滿足以下要求：b)在測試之前確定接收和拒收標(biāo)準(zhǔn)；GB/T40541—20215.3.3具有危險(xiǎn)LBB或者脆性失效模式符合4.3.8中給出的安全壽命驗(yàn)證要求。合格性試驗(yàn)應(yīng)包括5.3.2.4,在壓力循環(huán)測試后應(yīng)進(jìn)行泄漏測試；對于壓力循環(huán)試驗(yàn)和爆破測試應(yīng)符合其中的要求。具有脆性斷裂失效模式或危險(xiǎn)LBB失效模式的承壓結(jié)構(gòu)，驗(yàn)收測試要求應(yīng)與沒有危險(xiǎn)LBB失效模式承壓結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收測試要求(見5.3.2.5)相同，除非所選的無損檢測技術(shù)能夠探測小于初始缺陷尺寸的缺陷或裂紋，初始缺陷尺寸的確定參見安全壽命分析。在壓力測試后，應(yīng)對斷裂臨界焊縫進(jìn)行無損檢測。符合5.3.2.6中給出的要求。應(yīng)進(jìn)行斷裂力學(xué)安全壽命分析，還應(yīng)滿足5.3.2.7中給出的或選定的無損檢測方法。GB/T40541—2021(資料性)本文件與ISO14623:2003相比的結(jié)構(gòu)變化情況本文件與ISO14623:2003相比在結(jié)構(gòu)有較大調(diào)整，具體章條編號對照情況見表A.1。表A.1本文件與ISO14623:2003的章條編號對照情況本文件章條編號對應(yīng)的ISO14623:2003章條編號232434.3.14.3.24.3.2.14.3.2.24.3.34.3.44.3.54.3.53.3.5.1、3.3.5.3—4.3.64.3.6.14.3.6.24.3.6.34.3.74.3.73.3.7.1、3.3.7.34.3.84.3.8.14.3.8,24.3.8.33.3.8.3、3.3.8.44.3.94.3.10GB/T40541—2021表A.1(續(xù))本文件章條編號對應(yīng)的ISO14623:2003章條編號4.4.14.4.24.4.34.6.14.6.24.6.34.6.34.6.44.6.54.7.14.7.24.7.34.7.44.7.54.7.654—4.2.14.2.24.2.2.14.2.2.24.2.2.2.120GB/T40541—2021表A.1(續(xù))本文件章條編號對應(yīng)的ISO14623:2003章條編號4.2.2.2.24.2.2.2.34.2.2.2.45.2.2.4.14.2.2.2.45.2.2.4.24.2.2.2.4a)5.2.2.4.34.2.2.2.4b)5.2.2.4.44.2.2.2.4c)4.2.2.2.55.2.2.5.14.2,2,2.55.2.2.5.24.2.2.2.5a)5.2.2.5.34.2.2.2.5b)5.2.2.5.44.2.2.2.5c)4.2.2.2.64.2.2.2.74.2.2.34.2,2.3.14.2.2.3.24.2.2.3.34.2.2.3.44.2.2.3.54.2.2.3.64.2.34.3.14.3.1.14.3.1.24.3.1.2.14.3,1.2.24.3.1.2.34.3.1.2.45.3.2.4.14.3.1.2.45.3.2.4.24.3.1.2.4a)5.3.2.4.34.3.1.2.4b)5.3.2.4.44.3.1.2.4c)21GB/T40541—2021表A.1(續(xù))本文件章條編號對應(yīng)的ISO14623:2003章條編號4.3.1.2.55.3.2.5,14.3,1,2.55.3.2.5.24.3.1.2.5a)5.3.2.5.34.3.1.2.5b)4.3.1.2.64.3.1.2.74.3.1.34.3.1.3.14.3.1.3.24.3.1.3.34.3.1.3.44.3.1.3.54.3.1.3.6附錄A附錄B22GB/T40541—2021(資料性)本文件與ISO14623:2003的技術(shù)性差異及其原因表B.1給出了本文件與ISO14623:2003技術(shù)性差異及其原因。表B.1本文件與ISO14623:2003的技術(shù)性差異及其原因本文件章條號技術(shù)性差異原因1對本文件規(guī)定內(nèi)容重新編寫，增加了本文件的適用范圍本文件修改采用ISO14623:2003,結(jié)合國內(nèi)應(yīng)用情況，刪除了本文件規(guī)定內(nèi)容中復(fù)合材料壓力容器的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)國標(biāo)編制要求，同時(shí)結(jié)合國內(nèi)航天器試驗(yàn)要求